發(fā)電機逆功率保護學習
      發(fā)電機逆功率保護

  發(fā)電機逆功率保護又稱功率方向保護。一般而言，發(fā)電機的功率方向應該為由發(fā)電機流向母線，但是當發(fā)電機失磁或其他某種原因，發(fā)電機有可能變?yōu)殡妱訖C運行，即從系統(tǒng)中吸取有功功率。這就是逆功率。當逆功率達到一定值時，發(fā)電機的保護動作，或動作于發(fā)號或動作于跳閘。

  1、概述說明

  并網(wǎng)運行的汽輪發(fā)電機，在汽輪機的主汽門關閉之后，便作為同步電動機運行：吸收有功功率而拖著汽輪機轉動，可向系統(tǒng)發(fā)出無功功率。由于汽輪機主汽門已關閉，汽機尾部葉片與殘留蒸汽產生摩擦而形成鼓風損耗，長期運行過熱而損壞。燃氣輪機和水輪機也主要是對原動機的損害。發(fā)電機逆功率保護主要保護汽輪機不受損害。

  對汽輪機逆功率保護的整定計算，就是要確定該保護的動作功率Pdz及動作延時t。

  1、動作功率Pdz的整定 汽輪發(fā)電機逆功率保護的動作功率可按下式計算：Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保護的動作功率 Krel-可靠系數(shù)，取0.8 P1-主汽門關閉后，汽輪機維持同步轉速旋轉所消耗的功率，該功率的大小除與汽輪機的結構及容量有關之外，還與汽輪發(fā)電機的主蒸汽系統(tǒng)的結構(管道結構及有無旁路管道等)有關，一般取額定功率的1.5~2% η-發(fā)電機拖動汽輪發(fā)電機旋轉時的效率，取0.98~0.99 所以：Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發(fā)電機的額定功率。 實際中，Pdz=可取1~1.5%PN。

  2、動作延時發(fā)電機逆功率保護的動作延時，應按照汽輪發(fā)電機主汽門關閉后允許運行的時間來整定，該允許時間一般為10~15min。計算及運行實踐表明，當汽輪機蒸汽系統(tǒng)有旁路管道時，允許運行時間還要長一些。 因此，若按照汽輪機主汽門關閉之后允許運行的時間來整定保護的動作延時，可取5~10min。動作后作用于解列滅磁。

  另外，投運的大型汽輪發(fā)電機，多采用逆功率保護去啟動程序跳閘回路，此時，動作時間通常取1~2s。 對于程控逆功率保護，由于動作時間短，在主汽門點閉后很短的時間內，由于汽輪機及發(fā)電機的慣性，實際逆功率可能很小，因此逆功率的定值不應大于1%PN。

  2、原理介紹

  當發(fā)電機出現(xiàn)逆功率(外部功率指向發(fā)電機，也就是發(fā)電機變成電動機工況)，逆功率保護動作斷路器跳閘。需要采集三相電壓和二相電流號。

  由于一次能源形態(tài)的不同，可以制成不同的發(fā)電機。利用水利資源和水輪機配合，可以制成水輪發(fā)電機;由于水庫容量和水頭落差高低不同，可以制成容量和轉速各異的水輪發(fā)電機。利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機配合，可以制成汽輪發(fā)電機，這種發(fā)電機多為高速電機(3000rpm)。 此外還有利用太陽能、風能、原子能、地熱、潮汐、生物能等能量的各類發(fā)電機。 此外，由于發(fā)電機工作原理不同又分作直流發(fā)電機，異步發(fā)電機和同步發(fā)電機。在廣泛使用的大型發(fā)電機都是同步發(fā)電機。

  何為逆功率?

  眾所周知，發(fā)電機的功率方向應該由發(fā)電機方向流向系統(tǒng)方向。但由于某種原因，當汽輪機失去原動力，而發(fā)電機出口開關又未能跳閘，則功率方向變?yōu)橛上到y(tǒng)流向發(fā)電機，即發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C在運行。此時發(fā)電機從系統(tǒng)中吸取有功功率，此即為逆功率。

  逆功率的危害

  發(fā)電機逆功率保護是汽輪機由于某種原因導致主汽門關閉而失去原動力時，發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C帶動汽輪機旋轉，汽輪機葉片在無蒸汽情況下高速旋轉會引起鼓風摩擦，特別是在末級葉片可能會引起過熱，導致轉子葉片的損壞事故。

  所以說逆功率保護實則是對汽輪機無蒸汽運行的保護。

  發(fā)電機的程序逆功率保護

  發(fā)電機程序逆功率保護主要是防止發(fā)電機在帶有一定負荷的情況下，突然跳開發(fā)電機出口開關而汽輪機主汽門又未能全部關閉的情況。在此情況下，汽輪發(fā)電機組極易發(fā)生超速，甚至飛車。為避免此種情況，對于非短路故障的某些保護，動作號發(fā)出后，先作用于關閉汽輪機主汽門，待發(fā)電機逆功率繼電器動作后，與主汽門關閉的號組成與門，經(jīng)一短時限組成程序逆功率保護，動作作用于全停。

  逆功率保護與程序逆功率保護的區(qū)別

  逆功率保護是為了防止逆功率后，發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C，帶動汽輪機旋轉，造成汽輪機的損壞。歸根到底，是怕原動機動力不足，反被系統(tǒng)帶著跑!

  程序逆功率保護是為了防止發(fā)電機組突然解列后，主汽門未完全關閉，導致汽輪機超速，從而利用逆功率來規(guī)避。歸根到底，是怕原動機動力太足導致機組超速!

  所以說嚴格意義上來說，逆功率保護是發(fā)電機繼電保護的一種，但主要是保護汽輪機。而程序逆功率保護不是一種保護而是為了實現(xiàn)程序跳閘而設置的動作過程，也叫程序跳閘，一般應用于停機方式。

  關鍵的是逆功率只要定值達到就會跳閘，而程序逆功率除了定值達到，還要求汽機主汽門關閉，所以說在機組啟動過程中并網(wǎng)瞬間，一定要避免逆功率動作。

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發(fā)電機發(fā)電時，如沒有電器在用電，發(fā)出來的電都去哪里了?
發(fā)電機發(fā)電，假如沒有電器在用電，相當于負載這邊是開路的，也就是發(fā)電機線圈的并沒有形成回路，沒有回路是沒有電流的，根據(jù)電功率的定義，電功率P=電壓U*電流I，因為回路沒有電流，所以電功率P=0，也就是沒有電功率輸出，相當于本質上并沒有發(fā)電，當然談不上損失了。

  電動勢只是一種能力

  根據(jù)電磁定律，導體運動切割磁力線的時候，會在導體兩端形成感生電動勢。電動勢在物理學上是這樣定義的，單位正電荷被電場力從電源的負極，經(jīng)過電源內部，達到電源正極時所做的功的大小。

  光看定義，電動勢是比較抽象的，不太好理解?？梢灶櫭剂x把電動勢理解成讓電子產生運動趨勢的一種本領，一種能力。好比處于高處水池里邊的水，老想流出去，流到下游去這樣一種趨勢。又好比說一個人很會賺錢，口袋老是裝了滿滿的，這種也是一種能力。發(fā)電過程，電動勢也反應發(fā)電機把機械能轉換成電能的一種能力本領。

  有本領有能力，不做事，相當于能力體現(xiàn)不出來，也等同于沒有能力，好比上邊說到有賺錢能力的人，并沒有把錢花掉，和窮人沒有兩樣一個道理。當沒有任何負載接入發(fā)電機的回路里邊，回來沒有電流，并沒有產生電功率。但是導體切割磁力線是存在的，所以有電動勢，展現(xiàn)了發(fā)動機能發(fā)電的一種本領而已。再次回到水池裝滿水了，但是水閥是關閉著的，并沒有水漏出去一樣的道理，并沒有什么損失，水還在水池里邊。

  導體沒有切割磁力線時候，正負極兩端都是中性的，因為金屬正電荷和電子是完全一致的，導體沒有對外顯示出任何帶電狀態(tài)。當切割磁力線的時候，正電荷從負極移動到正極，可以理解成電磁力讓正電荷和電子實現(xiàn)了在這一段導體上分離了一些出來，正極聚焦了正電荷，而負極聚集了電子，這樣分別在導體兩頭呈現(xiàn)出不同的帶電狀態(tài)來。正負電荷分離出來的數(shù)量越多，代表發(fā)電機的電動勢越強，發(fā)電能力也越強。因為沒有負載接入，而發(fā)電機的發(fā)電能力是有限的，導體的能分離出來的數(shù)量也是有限的，到了一定程度，正負電荷不再繼續(xù)分離增加了，發(fā)電機怎么轉，都不會再有新的正電荷從負極移動到正極了。好比水池里邊的水已經(jīng)滿了，水泵再往里邊送水，也送不進去這個道理。

  電能的轉化看電流

  燈泡發(fā)光，是因為電流流過鎢絲等東西，轉換成熱能或者光能，而風扇在轉，也是電流流過電機內部，讓電能轉換成動能。要讓負載工作同時消耗電能，必須要有電流流過負載本身，這樣電能才可以轉換成其他形式的能。

  發(fā)電機帶動負載發(fā)電時候，機械能會因為切割磁力線存在，發(fā)電機線圈內部會分離出來正負電荷，讓正電荷跑到正極，負電荷保留在負極，轉換成電能，而電能因為有回路，讓正電荷從正極，經(jīng)過負載，流回負極，這樣相當于正電荷做了一個封閉的循環(huán)，回到了初的位置了，讓正負電荷中和，這樣機械能再次在發(fā)電機線圈內部分離正負電荷，重復這個流程，這樣一個流程就是有源源不斷電流產生的過程。

  發(fā)電機可以看成一個電壓源，電動勢代表這個電壓源的能力，電壓是穩(wěn)定的，發(fā)電機輸出的電功率大小，取決于負載這邊的電流大小，電流越大，發(fā)電機把機械能轉換成電能的數(shù)量會越多。反過來，如果負載沒有電流，發(fā)電機實際上是在空轉，除了一些摩擦力在消耗能量外，并不會有機械能轉換成電能，不存在白白損失的問題

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重慶康明斯發(fā)動機有限公司系中美合資企業(yè)，成立于1995年10月，位于重慶市沙坪壩區(qū)烈士墓。中方母公司是重慶機電股份有限公司，外方母公司是美國康明斯（中國）投資有限公司，雙方投資比例各占50%?，F(xiàn)有員工1400余人。重慶康明斯的前身是重慶汽車發(fā)動機廠，從二十世紀五十年代開始柴油機的設計制造。

重慶康明斯是康明斯在中國本土化生產的起點，是康明斯在中國 的重載和大馬力發(fā)動機專業(yè)制造工廠。1981年，康明斯與原中國重汽集團正式簽署許可證協(xié)議，開始在重慶生產康明斯大馬力柴油機。歷經(jīng)多年的發(fā)展，雙方的合作不斷深化。重慶康明斯一直是康明斯公司在華業(yè)務迅猛增長的重要推動力量。

重慶康明斯生產的發(fā)動機功率覆蓋范圍為200HP-1600HP，產品主要應用于重型汽車、大型客車、工程機械、礦山機械、石油機械、軌道機械、港口機械、固定式和移動式柴油發(fā)電機組電站、船舶推進動力機組和輔助動力機組、泵類動力機組以及其它動力機組。

重慶康明斯N、K系列柴油發(fā)電機組用發(fā)動機主要型號：NT855-GA、NTA855-G1、NTA855-G1A、NTA855-G1B、NTA855-G2、NTA855-G2A、NTA855-G3、NTA855-G4、QSNT-G3、KTA19-G2、KTA19-G3、KTA19-G3A、KTA19-G4、KTAA19-G6A、KTA19-G8、KT38-G、KTA38-G1、KTA38-G2、KTA38-G2B、KTA38-G2A、KTA38-G4、KTA38-G5、KTA38-G9、KTA50-G3、KTA50-G8、KTA50-GS8、KTA50-G9

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